Otimização de camadas funcionais para SOFC por PLD

Resumo

A deposição de camadas finas em células a combustível de óxido sólido (SOFCs) demonstrou ser um método altamente relevante para melhorar o desempenho da célula a combustível. Métodos físicos de deposição de vapor (PVD), como a deposição por laser pulsado (PLD), surgiram para fabricar eletrólitos finos e densos e filmes de barreiras funcionais, pois permitem um ótimo controle da estequiometria e da microestrutura. Recentemente, foi proposto inserir uma camada protetora de céria dopada com gadolínio (GDC) para evitar reações interfaciais indesejadas entre o eletrólito de zircônia estabilizada com ítria (YSZ) e o cátodo de última geração, a ferrita de cobalto estrôncio e lantânio (LSCF). No entanto, a etapa de fabricação da camada de barreira e dos componentes adjacentes da célula requer controle, pois a interdifusão de cátions geralmente ocorre através dos poros e dos contornos de grãos da barreira de GDC. Tais processos são ativados termicamente e levam a célula a uma rápida degradação, limitando seu potencial de aplicação. Portanto, é essencial desenvolver uma camada de barreira eficaz que melhore o desempenho das células e minimize a interdifusão. O foco deste estágio de pesquisa no IREC (Institut de Recerca en Energia de Catalunya) será na fabricação de camadas de barreira finas e densas depositadas pelo método PLD em SOFCs planares de grande área. A célula aprimorada será testada em condições realistas para avaliar sua aplicação visando o aprimoramento da técnica de PLD. O IREC é uma das principais instituições no mundo a desenvolver SOFCs usando o método PLD e o nosso grupo no IPEN instalou recentemente um sistema PLD. Portanto, o estágio é uma excelente oportunidade para treinar os alunos nessa poderosa técnica e trocar conhecimentos por meio de colaboração científica. (AU)